Kesirli dereceden PID kontrolcülerin farklı tipteki elektromekanik sistemler üzerindeki performanslarının incelenmesi

Bu tez çalışmasında, kesirli dereceden oransal-integral-türevsel (FOPID) kontrolörün performansının incelenmesi ve PID kontrolör ile karşılaştırılması amacıyla farklı tipteki elektromekanik sistemlerin çeşitli kontrolleri hem simülasyon ortamında hem de gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, doğru akım (DC) motorunun simülasyon ortamında ve gerçek zamanlı olarak her iki kontrolör ile hız denetimi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, düzlemsel üç serbestlik dereceli (3-DOF) üç döner eklemli (3-RRR) paralel robot manipülatörünün PID kontrolör ve FOPID kontrolör ile simülasyon ortamında konum kontrolü yapılmıştır. Bunlara ek olarak ikili-tank sıvı seviye sisteminin her iki kontrolcü ile hem simülasyon ortamında hem de gerçek zamanlı olarak tank 1 için sıvı seviye kontrolü gerçekleştirilmiştir. DC motorun hız kontrolünün gerçekleştirilebilmesi için, gerçek zamanlı uygulamada kullanılan kalıcı mıknatıslı doğru akım motorunun (KMDAM) elektromekanik modellemesi yapılmış ve transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Daha sonra konum kontrolü gerçekleştirilen düzlemsel 3-DOF 3-RRR paralel robot manipülatörünün kinematik analizi yapılmış ve referans verilen konuma gidebilmesi için gerekli olan eklem açıları ters kinematik analiz yardımıyla belirlenmiştir. Ardından ikili-tank sıvı seviye sisteminin matematiksel modellenmesi yapılmış ve sistemin transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Bu elektromekanik sistemlerin kontrolü, MATLAB/Simulink ortamında yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen verilere göre, PID kontrolcü ve FOPID kontrolcü yerleşme zamanı, yükselme zamanı, tepe zamanı, aşım ve kararlı hal hatası bakımından karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda FOPID kontrolörün PID kontrolörüne göre daha geniş bir kontrol parametre alanına sahip olması ve sistem dinamiklerine daha uyumlu olması nedeniyle daha üstün bir performans sergilediği sonucuna varılmıştır.